虛擬實境

一個人戴住 VR 頭罩嚟體驗一個虛擬世界。

虛擬實境（粵拼：heoi1 ji5 sat6 ging2；英文：virtual reality，縮寫 VR）係指用電腦模擬出一個虛擬世界俾用家體驗。喺廿一世紀初，虛擬實境嘅標準做法係俾用家戴住個特製嘅頭罩－個頭罩會向用家對眼顯示個虛擬世界嘅影像，而且個罩仲內置咗感應器曉感應用家嘅郁動，每當用家郁嗰陣，虛擬實境裏面嘅景物就會跟住郁，令用家覺得自己好似置身响個虛擬世界入面噉。

虛擬實境係一種相當複雜嘅技術：虛擬實境包含咗硬件嘅部份，淨係個頭罩經已要用到陀螺儀同感應器，感應用家身體各部份嘅郁動－冇咗呢啲資訊，部電腦就唔能夠知道應該要點改變顯示嘅影像；虛擬實境又包括埋軟件嘅部份－虛擬實境要有返個程式，教部電腦知「個虛擬世界係點嘅樣」同埋「個虛擬世界會點樣對用家嘅行為有反應」等嘅資訊。

喺廿一世紀初，虛擬實境有相當廣泛嘅用途：虛擬實境可以攞嚟做教育嘅用途，例如軍訓上就會用虛擬實境，嚟向受緊訓嘅士兵更加真實噉展示戰場係點嘅樣嘅；而且虛擬實境喺娛樂上都會用到－電子遊戲產業亦都好有興趣想採用虛擬實境嘅技術，覺得靠虛擬實境有可能創造出令玩家有極高投入感嘅遊戲，形成咗虛擬實境遊戲呢種電子遊戲類型，例子可以睇吓 PlayStation VR 。

概論

軟件

一個旋轉緊嘅三維模型；個模型由好多個細少嘅簡單立體物件（立方體、錐體等等）組成。

一個虛擬實境程式主要要做到兩樣嘢：

• 記住個虛擬世界係點嘅樣：喺最基本上，一個 VR 虛擬世界會由若干個立體模型組成，部電腦會記住個世界「有邊啲立體模型」同埋「每個模型喺邊個位置」噉嘅資訊；舉個簡單例子說明，以下呢段 VRML 碼（VRML 係一種廿世紀常用嘅程式語言，專門用嚟整立體模型）代表咗一個喺一條好幼嘅藍色圓柱上面嘅紅色球體（即係好似珍寶珠噉嘅形狀）：

  Shape {     // 整一件物體出嚟。
     geometry Cylinder {    // 設佢形狀係「圓柱體」。
        radius 0.1
        height 3.0}    // 碌圓柱嘅高度係 3.0 個單位，但係半徑得嗰 0.1 個單位－係一碌好幼嘅圓柱。
     appearance Appearance {
        material Material { diffuseColor 0.1 0.1 0.9 }     // 設佢色水係藍色。
     }
  }
  
  Transform {     // 整一件新物體
     translation 0 2.5 0     // 將佢移去第一件物體 2.5 單位噉高嘅高度。
     children [
        Shape {
           geometry Sphere { radius 1 }     // 設佢形狀係「球體」，半徑係 1 個單位。
           appearance Appearance {
              material Material { diffuseColor 1 0 0 }     // 設佢色水係紅色。
           }
        }
       ]
  }
  

  －呢段碼係一個簡單嘅例子，複雜啲嘅虛擬世界閒閒地可以有成幾千幾萬行呢啲噉嘅碼。除咗 VRML 之外，喺廿一世紀初，Unity 等嘅遊戲引擎亦都有功能俾用家攞嚟製作虛擬實境用嘅虛擬世界。

2007 年一個用三維電腦圖像整嘅立體虛擬世界

• 記住個虛擬世界會點樣同用家互動：一個 VR 虛擬世界仲需要能夠對用家俾嘅 input 俾反應；舉個簡化嘅例子嚟說明，想像家陣整一隻 VR 遊戲嘅虛擬世界，隻遊戲嘅設計師想俾玩家冒險搵寶藏，個虛擬世界入面有一個個寶箱，每個寶箱都有返個立體模型表示佢嘅樣，同時又有類似以下噉嘅虛擬碼令佢曉對用家俾反應：

       設 IsOpen 呢個變數，呢個數值得真（1）同假（0）兩個可能值；
       
       如果感應到用家掂到個寶箱...
           isOpen = !isOpen; // IsOpen 嘅值如果係 1 就變 0，如果係 0 就變 1
  
       void Update(){ // 每一刻時間都做以下嘅嘢..
           if(isOpen) // 如果 IsOpen = 1...
               {
               播「個寶箱閂埋」嘅動畫；
               }
           if(!isOpen) // 如果 IsOpen = 0...
               {
               播「個寶箱打開」嘅動畫；
               }
       } // 呢個係個簡化例子，現實用嘅 VR 碼會複雜好多。
   }
  

2014 年一個虛擬世界裏面嘅寶箱

睇埋

• 遙存
• 擴張實境
• 用家介面
• 腦機介面

文獻

• Dünser, A., Steinbügl, K., Kaufmann, H., & Glück, J. (2006, July). Virtual and augmented reality as spatial ability training tools (PDF). In Proceedings of the 7th ACM SIGCHI New Zealand chapter's international conference on Computer-human interaction: design-centered HCI (pp. 125-132).